2020-2021学年高二下学期物理人教版选修3-3同步学案：8.1气体的等温变化

1　气体的等温变化 [学习目标]　1.知道玻意耳定律的内容、表达式及适用条件.2.能运用玻意耳定律对有关问题进行分析、计算.3.了解p－V图象、p－图象的物理意义． 一、探究气体等温变化的规律 1．气体的三个状态参量：压强p、体积V、温度T. 2．等温变化：一定质量的气体，在温度不变的条件下其压强与体积变化时的关系． 3．实验探究 (1)实验器材：铁架台、注射器、气压计、刻度尺等． (2)研究对象(系统)：注射器内被封闭的空气柱． (3)实验方法：控制气体温度和质量不变，研究气体压强与体积的关系． (4)数据收集：压强由气压计读出，空气柱长度由刻度尺读出，空气柱长度与横截面积的乘积即为体积． (5)数据处理：以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标作出p－图象．图象结果：p－图象是一条过原点的直线． (6)实验结论：压强跟体积的倒数成正比，即压强与体积成反比． 二、玻意耳定律 1．内容 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比． 2．公式 pV＝C或p1V1＝p2V2. 3．条件 气体的质量一定，温度不变． 4．气体等温变化的p－V图象 气体的压强p随体积V的变化关系如图1所示，图线的形状为双曲线，它描述的是温度不变时的p－V关系，称为等温线．一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的． 图1 1．判断下列说法的正误． (1)在探究气体等温变化的规律时采用控制变量法．(　√　) (2)一定质量的气体，在温度不变时，压强跟体积成反比．(　√　) (3)公式pV＝C中的C是常量，指当p、V变化时C的值不变．(　√　) (4)一定质量的某种气体等温变化的p－V图象是通过原点的倾斜直线．(　×　) 2．一定质量的某种气体发生等温变化时，若体积增大了n倍，则压强变为原来的________． 答案　 一、封闭气体压强的计算 (1)如图2甲所示，C、D液面水平且等高，液体密度为ρ，重力加速度为g，其他条件已标于图上，试求封闭气体A的压强． (2)在图乙中，汽缸置于水平地面上，活塞质量为m，横截面积为S，汽缸与活塞之间无摩擦，设大气压强为p0，重力加速度为g，试求封闭气体的压强． 　 图2 答案　(1)同一水平液面C、D处压强相同，可得pA＝p0＋ρgh. (2)以活塞为研究对象，受力分析如图所示，由平衡条件得mg＋p0S＝pS 则p＝p0＋. 1．取等压面法